• 제목/요약/키워드: 비행 이론

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관성센서를 이용한 무인 항공체의 자세 제어에 관한 연구 (A Study about Attitude Control of Unmanned Aerial Vehicle(UAV) Using the Inertial Sensor)

  • 오성남;윤동우;이검수;손영익;김갑일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.244-245
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    • 2008
  • 본 논문은 관성센서를 이용한 무인 항공체의 자세 제어에 관한 연구를 다루었다. 항공계의 종류는 크게 고정익기와 회선익기로 나뉘는데 본 연구에서는 회전익기의 형태를 가진 Quarter Vehicle을 사통하였다. Quarter Vehicle은 4개의 프로펠러에 의한 양력과 회전 반발력으로 비행을 한다. 이때의 양력은 수평면에 대해 수직으로 추력을 발생시키므로 다른 비행체보다 불안정하며 이를 안정하게 제어하기 위해 관성 센서를 적용하여 균형을 유지한다. 본 연구에서는 관성센서를 이용하여 UAV의 자세와 균형을 안정적으로 유지하여 안정적인 비행이 가능하도록 하였다. 또한 상호 의존적인 항법 시스템으로 환경변화에 영향을 받지 않으며, 정확한 위치정보를 제공하는 GPS를 사용하여 3개 이상의 위성으로부터 정보를 받아 좌표를 계산하고 위치, 속도 및 방향을 결정하여 자율 비행이 가능하도록 설계하였다. 본 논문에서는 Quarter Vehicle의 구조와 이론적 배경을 통한 설계, 그리고 관성센서와 GPS의 적용을 위한 방법을 제시 한다.

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안전분리 비행시험을 위한 사진계측 기법 (Photogrammetric Techniques for Safe Separation Flight Test)

  • 김상진;유흥철;류태규;박정호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.673-679
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    • 2013
  • 안전분리 비행시험에서 사진계측 기법을 이용하여 분리되는 외부장착물의 분리특성을 분석하였다. 한 대의 카메라를 사용하여 6자유도를 해석할 수 있는 기법을 적용하였으며, 사진계측의 이론적인 배경과 MIL-HDBK-1763에서 제시하는 내용을 토대로 계측 요구조건을 정립하고 비행시험에 적용하여 분리궤적을 추출하였다. 사진계측의 오차에 영향을 주는 입력변수들의 불확실성을 경험에 의해 추정하였으며, 각각의 입력변수들에 의한 궤적오차를 고려하여 분리안전성을 분석하였다.

아동학대로 인한 가출.비행 청소년의 현상과 경찰의 조력 방안 (The Maltreated Runaway.Juvenile Delinquent Situation and the Police Assistance Policy)

  • 박은민
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권11호
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    • pp.316-324
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    • 2009
  • 아동 학대는 청소년 가출의 원인이 되고 있으며, 범죄행위와 비행 발생 요인과 관련이 있음이 보고되고 있다. 심각하게 대두되는 사회문제는 학대받은 아동이 청소년으로 성장하는 과정에서 여러 가지 비행에 빠져들 가능성이 높다는 것이다. 또한 학대가 가져올 사회문제의 장기적인 측면은 폭력의 사회화로 인한 폭력대물림 현상이다. 이러한 이론에 근거하여 본 연구에서는 아동학대의 개념과 유형 및 아동학대의 영향을 살펴본 후, 가출청소년과 일반청소년을 비교하였다. 연구 결과는 가출 청소년이 비가출 일반청소년에 비해 부모 학대 수준이 유의미하게 높았다. 이러한 자료를 토대로 경찰이 학대 피해 아동들을 조력하기 위한 방안들을 살펴보았다.

지형 회피를 위한 최적 경로점 자동 생성 알고리듬 연구 (A Study on the Algorithm for Automatic Generation of Optimal Waypoint with Terrain Avoidance)

  • 박정진;박상혁;유창경;신성식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1104-1111
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    • 2009
  • 항공기는 저고도에서 임무를 수행할 때, 대공 미사일과 지형 장애물 같은 다양한 위협들에 제약을 받는다. 특히, 항공기는 지면 근처에서 항상 지형과의 충돌 위험을 갖는다. 본 연구에서는 이 문제에 효과적으로 대비하기 위하여, 지형 회피가 고려된 비행경로 생성 알고리듬을 개발하였다. 비행경로 생성 알고리듬에서는 먼저 등고선의 그룹화를 통해 경로점을 생성하고, Dijkstra 알고리듬을 이용하여 적절한 경로점 조합을 구성한다. 구성된 경로점 조합에 대해서는 최적제어 이론을 기반으로 한 최적 경로점 유도법칙을 적용하여, 제어에너지를 최소로 하는 최적의 비행경로를 제시한다.

항력감소분석을 위한 항력산출에 대한 연구 (Study on the Drag Determination for Analyzing Base Bleed Effects)

  • 김한준;신경훈;한혁섭
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.98-103
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    • 2017
  • 본 논문은 비행시험의 결과를 이용하여 항력 및 항력감소 분석을 위한 항력계수 산출기법에 대하여 기술하였다. 2차원 탄도운동방정식의 역산을 통하여 비행시험을 이용한 항력계수 산출방법에 대하여 정리하였으며 155 mm 탄의 비행시험을 통하여 이론적인 항력계수와 시험결과로부터 산출된 항력계수를 비교하여 항력계수 산출 기법에 대한 검증을 수행하였다. 항력감소제가 적용된 탄의 비행시험결과를 이용하여 항력계수 산출 및 항력감소 양상을 분석하였다.

비선형 하중제어 모델의 예측기 설계 및 알고리즘 구현을 위한 수치연산 오차 분석과 평가 (Realization and Design of Predictor Algorithm and Evaluation of Numerical Method on Nonlinear Load Control Model)

  • 왕현민;우광준
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권6호
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    • pp.73-79
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    • 2009
  • 운동하는 물체를 제어하기 위한 제어이론은 디지털 컴퓨터(임베디드시스템)를 이용하여 복잡한 신경망 이론, 인공지능 이론, 비선형 모델 예측 제어 이론등이 제어기 설계 단계에서 구현되고 있다. 비행제어 시스템의 비선형 모델 예측 제어 예측기는 구현하는 컴퓨터의 성능과 각종 모듈의 응용프로그램을 하드실시간(Hard Real-Time)으로 처리할 수 있도록 응답 시간을 충족 하여야 한다. 이와 동시에 제어 시스템에의 성능을 충분히 발휘할 수 있는 정확성도 고려하여야 한다. 수학적 영역에서의 오류는 전체 알고리즘 구현에 영향을 준다. 그러나 이러한 수학적 오류 발생 요인은 예측기에서 생성되는 파라미터에서 최종 정확도 계산에 가끔 고려하지 않는다. 본 논문에서는 비행체 제어를 위한 디지털 제어 시스템에서 하드실시간 하중제어 모델 예측기를 구현하고, 알고리즘의 응답시간을 살펴본다. 또한 이에 따른 정밀도를 보장하는 고효율 예측기를 구현하는 알고리즘을 살펴본다. 예측기는 하중 제어 모델에서 오일러 방법, Heun 방법, Runge-kutta 방법, 테일러 방법의 수치적분 알고리즘을 사용하여 구현된다.

자유후류기법을 이용한 무힌지 로터 시스템의 정지비행시 정적 공탄성 해석 (Static Aeroelastic Analysis of Hingeless Rotor System in Hover Using Free-Wake Method)

  • 유승재;임인규;이인;김도형;김덕관
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.156-162
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    • 2008
  • 본 연구에서는 자유후류기법을 이용하여 복합재 무힌지 로터 블레이드에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 1차원 보의 거동을 해석하기 위하여 대변형 보 이론이 적용되었다. 또한, 복합재 블레이드의 단면 해석을 위하여 이방성 보 이론이 적용되었다. 공탄성 해석에 필요한 공력 하중들은 와류격자법(VLM)에 기초한 3차원 공기력 모델을 통하여 계산되었다. 이때, 정지비행시의 후류는 순차적 시간 적분 자유후류법을 통하여 묘사되었다. 복합재 무힌지 로터 블레이드의 정적 변형에 대한 해석 결과를 2차원 준정상 공기력과 경험후류기법을 통한 해석 결과들과 비교하여 살펴보았다. 결과적으로, 정지비행시 후류 효과에 의해 정적 변형의 결과가 달라짐을 확인하였다.

동적 유입류 모델을 이용한 회전익기 전진비행 공탄성 해석 (Aeroelastic Analysis of Rotorcraft in Forward Flight Using Dynamic Inflow Model)

  • 이준배;유승재;정민수;이인;김덕관;오세종;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.297-305
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    • 2011
  • 본 논문에서는 비정상 공기력을 모델링하기위해 Peters-He의 동적유입류모델을 고려한 2차원 준정상 공기력 이론을 적용하여 회전익기 전진비행에 대한 공탄성 해석을 수행하였다. 또한, 공력탄성학적 안정성 해석을 수행하기 위하여, 전진비행 시 주기적인 특성을 갖는 비선형 정적 트림 해를 얻기 위해 동체 평형을 고려한 연계 트림 해석을 통한 완전 유한요소 방정식을 이용하였다. 동적유입류모델의 공력과 구조 특성을 검증하기 위해 유도 유입류와 깃끝에서의 구조변형을 타 수치해석결과와 비교하였다. 또한, 공탄성 안정성을 검증하기 위해 두 모델의 래그 감쇠값을 비교하였다.

QTW 무인항공기의 종축 비행동역학에 관한 연구 (A Study on Longitudinal Flight Dynamics of a QTW UAV)

  • 정지인;홍성태;김승균;석진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.31-39
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    • 2013
  • 본 논문에서는 고정익항공기와 회전익 항공기의 장점을 결합시킨 신개념 복합형 무인항공기인 QTW(Quad Tilt Wing)의 종축 동특성을 연구한 결과를 기술하였다. 설계된 QTW 무인항공기는 Tandem Wing 형상을 가지며 각 주익의 끝단에는 프로펠러를 구동하는 모터를 장착하였다. 비행역학적 분석을 위해 모멘텀 이론을 이용해 추력을 계산하였으며, 틸트 각도에 따른 프로펠러의 Slip stream에 의한 양력과 항력을 고려한 비선형 모델링을 구축하였다. 또한 트림분석을 통해 설계된 비행체가 적절한 비행속도 대비 틸팅각을 가짐을 보여주었으며, 각 트림 점에서의 성분별 힘을 분석하였다. 각 비행 모드의 선형모델 고유치 분석하여 동적 특성을 분석하였으며 고정익모드로 전환됨에 따라 안정한 부분으로 극점이 이동함을 확인하였다.

KSR-III 공력가열 해석 및 비행시험 (Aerodynamic Heating Analysis and Flight Test of KSR-III Rocket)

  • 김성룡;이준호;김인선;조광래
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.54-63
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    • 2004
  • 2002년 11월 28일 발사된 KSR-III 과학로켓에서 공력가열로 인한 온도상승을 측정하였으며, 로켓 외피의 온도 및 공력가열량을 계산하였다. 계산에 사용된 소프트웨어는 이론식에 기초한 경계층을 해석하여 비행시간동안 비정상 공력가열량을 계산하는 MINIVER 코드이며, 비행체 내부로의 일차원 고체 열전도까지 고려하였다. 계산 결과 비행체 내부 페이로드 장착부분의 열전달은 대부분 복사로 이루어지고, 공력가열로 인한 KSR-III 외피 최고온도는 핀에서 $223^{\circ}C$이며 최대 공력가열은 노즈캡에서 $133kW/m^2$이었다. 중요부분에서 재질의 허용온도를 만족하였으며 외피 단열재 설계가 적절히 이루어졌음이 확인되었다.